專利名稱：一種羽毛降解裝置及方法
技術領域：
本發明屬生物固體廢棄物處理領域，特別是涉及一種羽毛降解裝置及方法。
背景技術：
我國的羽毛資源極其豐富。在現代農業中，大規模的家禽養殖產生了大量的角蛋白廢物，其中羽毛廢棄物產量最多。據統計，我國近幾年家禽年出欄量均在70億只以上，且呈逐年增加趨勢。按每只家禽可產羽毛0. IOkg計，則年產量達70多萬噸。據測定，羽毛的粗蛋白含量在80%以上，氨基酸含量在70%以上，還含有常量元素、微量元素、維生素以及一些未知生長因子。我國從二十世紀八十年代起開始重視羽毛廢物的資源化利用，但大都只是經過簡單處理制成羽毛粉后直接出口，換匯率很低。其中約 10% 20%主要用于制備動物飼料來加以利用，利用率和利用價值都不高；而其余大部分沒有被充分利用，有的甚至造成局部的環境污染，其分泌物所含有的致病微生物也會對人類健康造成危害。同時，由于氨基酸的應用越來越廣泛，可用作食品添加劑、飼料添加劑、醫藥、化妝品及表面活性劑等等，其需求量的日益擴大也使得國內對氨基酸原料(蛋白質)的短缺尤為嚴重。為適應我國社會發展的需要，緩解氨基酸原料的供求矛盾，大力研究開發動物蛋白質、氨基酸及其連鎖產品具有十分深遠的現實意義。羽毛廢棄物經過適當的處理具有十分廣泛的用途，而羽毛蛋白資源的開發與利用是一項方興未艾、社會效益顯著的新興工業。21世紀是生命科學和生物技術的世紀，而現代生物技術作為生命科學的核心倍受重視，因為它可以解決人類社會可持續發展過程中所面臨的幾大問題，在糧食、資源、能源、 環境、健康等方面發揮關鍵性甚至是不可替代的作用。發酵是利用微生物所具有的生物加工與生物轉化能力，將廉價的發酵原料轉變為各種高附加值產品的產業，其主要特點如下1)發酵過程一般都是在常溫常壓下進行的生物化學反應，反應條件比較溫和。幻可采用較廉價的原料生產較高價值的產品。有時甚至可利用一些廢物作為發酵原料，變廢為寶，實現環保和發酵生產的雙層效益。3)發酵過程是通過生物體的自適應調節來完成的，反應的專一性強，因而可以得到較為單一的代謝產物。4)由于生物體本身所具有的反應機制，能專一性地和高度選擇性地對某些較為復雜的化合物進行特定部位的生物轉化修飾，也可產生比較復雜的高分子化合物。5)發酵生產不受地理、氣候、季節等自然條件的限制，可以根據訂單安排通用發酵設備來生產多種多樣的發酵產品。魯丹，曹張軍，周美華等于2009年《環境工程學報》第8期報道了利用嗜麥芽寡養單胞菌降解羽毛5L發酵罐工業小試過程研究，但該工作利用工業發酵罐，成本高，只能批次發酵，發酵用期長，產業化應用成本高。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種羽毛降解裝置及方法，實現羽毛的高效率降解，且設備制造成本低，方法簡單易行，實用性強。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種羽毛降解裝置，包括反應器、攪拌裝置、加熱控溫裝置，所述的反應器為一橢球形或桶狀容器；所述的反應器頂部設置有羽毛粉進料口和液態無機鹽進料口 ；所述的反應器上層兩側分別設置有一個出料口 ； 所述的反應器上層和下層分別裝有一個攪拌裝置，所述的兩個攪拌裝置之間兩側各裝有一個加熱控溫裝置和一個拆卸閥，所述的兩個加熱控溫裝置和兩個拆卸閥分別位于同一水平面上，且加熱控溫裝置在拆卸閥上方。所述的反應器由不銹鋼或陶交瓷或水泥水泥制成。所述的反應器內徑比為1.5 2 1。所述的液態無機鹽進料口在反應器內的一端連接有一個帶有噴頭的空心管。所述的兩個出料口水平高度位于反應器上部1/5 1/4處。所述的兩個攪拌裝置均水平設置，可同向或反向攪拌。所述的加熱控溫裝置溫度控制范圍上限為100°C。所述的兩個拆卸閥位于同一水平高度，將反應器分為上下兩部分，上部與下部體積比為0. 6 0. 7 0. 3 0. 4。一種羽毛降解方法，使用所述的一種羽毛降解裝置，包括以下步驟(1)通過羽毛粉進料口將羽毛原料加入到反應器中；通過液態無機鹽進料口將無機鹽底物和水加入到反應器中；(2)開啟攪拌裝置，直至將羽毛原料、無機鹽底物、水攪拌均勻；(3)開啟加熱控溫裝置，將反應器內的反應物加熱到適當溫度并保持一定時間；(4)將反應器內溫度降低至微生物最適生長溫度；(5)通過液態無機鹽進料口將種子液加入到反應器中；(6)開啟攪拌裝置，連續攪拌培養適當時間；(7)待反應器中微生物至對數生長期時，從出料口抽出降解液；(8)通過羽毛粉進料口和液態無機鹽進料口不斷將羽毛原料、無機鹽底物、水、種子液加入到反應器中；通過出料口不斷排出降解液；(9)將降解液取出滅菌，得到產物。 所述的步驟3中，加熱控溫裝置將反應器內的反應物加熱到90°C，并保持20分鐘。所述的步驟6中，連續攪拌培養時間為48 72小時。有益效果本發明采用水平式雙攪拌系統，使受熱更均勻；同時采用流加式原料添加，使降解效率更高。本發明設備制造成本低，方法簡單易行，實用性強。
圖1為本發明羽毛降解裝置剖面圖；1.反應器2.攪拌裝置3.加熱控溫裝置4.羽毛粉進料口 5.出料口6.拆卸閥7.液態無機鹽進料口
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。如圖1所示，本發明一種羽毛降解裝置，包括反應器1、攪拌裝置2、加熱控溫裝置 3，所述的反應器1為一橢球形或桶狀容器；所述的反應器1頂部設置有羽毛粉進料口 4和液態無機鹽進料口 7 ；所述的反應器1上層兩側分別設置有一個出料口 5 ；所述的反應器1 上層和下層分別裝有一個攪拌裝置2，所述的兩個攪拌裝置2之間兩側各裝有一個加熱控溫裝置3和一個拆卸閥6，所述的兩個加熱控溫裝置3和兩個拆卸閥6分別位于同一水平面上，且加熱控溫裝置3在拆卸閥6上方。所述的反應器1由不銹鋼或陶交瓷或水泥水泥制成。所述的反應器1內徑比為1. 5 2 1。所述的液態無機鹽進料口 7在反應器1內的一端連接有一個帶有噴頭的空心管。所述的兩個出料口 5水平高度位于反應器1上部1/5 1/4處。所述的兩個攪拌裝置2均水平設置，可同向或反向攪拌。所述的加熱控溫裝置3溫度控制范圍上限為100°C。所述的兩個拆卸閥6位于同一水平高度，將反應器1分為上下兩部分，上部與下部體積比為0.6 0.7 0.3 0.4。一種羽毛降解方法，使用所述的一種羽毛降解裝置，包括以下步驟(1)通過羽毛粉進料口 4將羽毛原料加入到反應器1中；通過液態無機鹽進料口 7 將無機鹽底物和水加入到反應器1中；(2)開啟攪拌裝置2，直至將羽毛原料、無機鹽底物、水攪拌均勻；(3)開啟加熱控溫裝置3，將反應器1內的反應物加熱到適當溫度并保持一定時間；(4)將反應器1內溫度降低至微生物最適生長溫度；(5)通過液態無機鹽進料口 7將種子液加入到反應器1中；(6)開啟攪拌裝置2，連續攪拌培養適當時間；(7)待反應器1中微生物至對數生長期時，從出料口 5抽出降解液；(8)通過羽毛粉進料口 4和液態無機鹽進料口 7不斷將羽毛原料、無機鹽底物、水、 種子液加入到反應器1中；通過出料口 5不斷排出降解液；(9)將降解液取出滅菌，得到產物。所述的步驟3中，加熱控溫裝置3將反應器1內的反應物加熱到90°C，并保持20 分鐘。所述的步驟6中，連續攪拌培養時間為48 72小時。依據上述步驟，即可實現羽毛的高效率降解。
權利要求
1.一種羽毛降解裝置，包括反應器(1)、攪拌裝置O)、加熱控溫裝置(3)，其特征在于 所述的反應器(1)為一橢球形或桶狀容器；所述的反應器(1)頂部設置有羽毛粉進料口 ⑷和液態無機鹽進料口(7)；所述的反應器⑴上層兩側分別設置有一個出料口(5)；所述的反應器(1)上層和下層分別裝有一個攪拌裝置O)，所述的兩個攪拌裝置( 之間兩側各裝有一個加熱控溫裝置( 和一個拆卸閥(6)，所述的兩個加熱控溫裝置( 和兩個拆卸閥(6)分別位于同一水平面上，且加熱控溫裝置(3)在拆卸閥(6)上方。
2.如權利要求1所述的一種羽毛降解裝置，其特征在于所述的反應器(1)由不銹鋼或陶交瓷或水泥水泥制成。
3.如權利要求1所述的一種羽毛降解裝置，其特征在于所述的反應器(1)內徑比為 1. 5 2 1。
4.如權利要求1所述的一種羽毛降解裝置，其特征在于所述的液態無機鹽進料口(7) 在反應器(1)內的一端連接有一個帶有噴頭的空心管。
5.如權利要求1所述的一種羽毛降解裝置，其特征在于所述的兩個出料口(5)水平高度位于反應器(1)上部1/5 1/4處。
6.如權利要求1所述的一種羽毛降解裝置，其特征在于所述的兩個攪拌裝置⑵均水平設置，可同向或反向攪拌。
7.如權利要求1所述的一種羽毛降解裝置，其特征在于所述的加熱控溫裝置⑶溫度控制范圍上限為100°c。
8.如權利要求1所述的一種羽毛降解裝置，其特征在于所述的兩個拆卸閥(6)位于同一水平高度，將反應器(1)分為上下兩部分，上部與下部體積比為0.6 0.7 0.3 0. 4。
9.一種羽毛降解方法，使用如權利要求1所述的一種羽毛降解裝置，其特征在于，包括以下步驟(1)通過羽毛粉進料口(4)將羽毛原料加入到反應器(1)中；通過液態無機鹽進料口 (7)將無機鹽底物和水加入到反應器(1)中；(2)開啟攪拌裝置O)，直至將羽毛原料、無機鹽底物、水攪拌均勻；(3)開啟加熱控溫裝置(3)，將反應器(1)內的反應物加熱到適當溫度并保持一定時間；(4)將反應器(1)內溫度降低至微生物最適生長溫度；(5)通過液態無機鹽進料口(7)將種子液加入到反應器(1)中；(6)開啟攪拌裝置O)，連續攪拌培養適當時間；(7)待反應器(1)中微生物至對數生長期時，從出料口( 抽出降解液；(8)通過羽毛粉進料口(4)和液態無機鹽進料口(7)不斷將羽毛原料、無機鹽底物、水、 種子液加入到反應器(1)中；通過出料口(5)不斷排出降解液；(9)將降解液取出滅菌，得到產物。
10.如權利要求9所述的一種羽毛降解方法，其特征在于所述的步驟3中，加熱控溫裝置(3)將反應器(1)內的反應物加熱到90°C，并保持20分鐘。
11.如權利要求9所述的一種羽毛降解方法，其特征在于所述的步驟6中，連續攪拌培養時間為48 72小時。
全文摘要
本發明涉及一種羽毛降解裝置，包括反應器、攪拌裝置、加熱控溫裝置，所述的反應器上層和下層分別裝有一個攪拌裝置，所述的兩個攪拌裝置之間兩側各裝有一個加熱控溫裝置和一個拆卸閥。一種羽毛降解方法將羽毛原料、無機鹽底物、水加入到反應器中；開啟攪拌裝置；開啟加熱控溫裝置；將種子液加入到反應器中；開啟攪拌裝置；待反應器中微生物至對數生長期時，從出料口抽出降解液；不斷將羽毛原料、無機鹽底物、水、種子液加入到反應器中，不斷排出降解液；將降解液取出滅菌，得到產物。本發明采用水平式雙攪拌系統，使受熱更均勻；同時采用流加式原料添加，使降解效率更高。本發明設備制造成本低，方法簡單易行，實用性強。
文檔編號B09B3/00GK102500597SQ201110324580
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月24日 優先權日2011年10月24日
發明者周美華, 張興群, 曹張軍, 楊光, 楊雪霞, 洪楓, 龔潤 申請人:東華大學